UN-OOSA UN-SPIDER Monitoreo de los procesos de desertificación con el uso de imágenes de radar Héctor F. del Valle delvalle@cenpat.edu.ar hfdelvalle@gmail.com Rosario, Argentina, 19 al 23 de Abril de 2010 OBJETIVOS 1. Proporcionar conocimientos básicos de los instrumentos de teledetección en radar orientados a los estudios de ecosistemas secos (degradación de la tierra). 2. Aprender las diferencias, ventajas y sinergias que presentan frente a los instrumentos ópticos de teledetección. 3. Conocer los sensores yplataformas espaciales empleados. 1
RAR (REAL APERTURE RADAR) Apertura real implica que la resolución en la dirección del alcance se establece como el producto del ancho del haz y el alcance del radar. El ancho del haz es inversamente proporcional al tamaño de la apertura. OBJETO DE ESTUDIO SAR (SYNTHETIC APERTURE RADAR) Es llamado así porque la resolución en la dirección del azimut seobtienepor medio de operaciones de un conjunto de señales (coherentemente registradas), de tal manera que el procesador es capaz de funcionar como una gran apertura de la antena en la memoria de la computadora. Por lo tanto, es posible mejorar la resolución hasta obtener una resolución en la dirección del azimut del orden del tamaño de la apertura. GUÍA DIDÁCTICA En resumen, de qué se trata? Se tratará de entender los principios básicos de los sistemas radar. Estudiaremos qué tipos de radares existen, así como las características que deben tener en función de la aplicación.analizaremoslasseñales que se emplean, las técnicas de captación y detección de las mismas, así como los métodos de procesado de señal más comunes en este tipo de si stemas. Además se podrá evaluar con más detalle el funcionamiento de algunos radares de características especiales. 2
DOMINIO DE LAFRECUENCIA- frequency domain Para cada distribución f en el tiempo, existe una representación equiv alente F, cuya variableindependienteeslafrecuencia. La representación en el dominio de la frecuencia es la transformada de Fourier de la distribución original. F y f son equiv alentes en el sentido de que contienen la misma inf ormación, pero expresada de manera alternativa. Este concepto se generaliza frecuentemente a distribuciones en el dominio del espacio, para las cuales la transformada de Fourier representa la inf ormación en el dominio de la f recuencia espacial, que tiene unidades de ciclos por unidad de longitud. El dominio de la frecuencia asociada a la dirección del azimut también es conocido como el dominio Doppler. TRANSFORMADA DE FOURIER - fourier transform Operación matemática utilizada para derivar la descripción deunadistribución enel dominio de la frecuencia. Una implementación digital eficiente es la "Transformada Rápida de Fourier" o FFT. Animated plot of the f irst five successive partial Fourier series 3
El desarrollo de la teledetección con datos SAR como lo es la obtención de información de propiedades biof ísicas, incluye cuatro actividades interrelacionadas: 1. Desarrollo de sof tware específico para la calibración de las imágenes. 2. Preprocesamiento de las imágenes. 3. Desarrollo de modelos teóricos y empíricos o alguna combinación de ambos que puedan determinar la respuesta del radar después de que la señal ha interactuado con un objeto (problema directo). 4. Solución del problema inverso cuy o objetiv o es desarrollar algoritmos y/o procedimientos afindeobtener propiedades biofísicas deundeterminadoelemento del terreno a partir de las observ aciones del radar. Objetivos cronológicos a tener en cuenta para el aprendizaje adecuado de la Teledetección con radar B. Leblon (2008) 1. Identif icar los f actores que inf luencian la energía retrodispersada (radar backscatter) en el caso de imágenes de polarización simple. 2. Entender los principales conceptos: onda de polarización (wave polarization), polarimetría (polarimetry ), polarización elíptica y fase (polarization ellipse and phase), vector Jones y Stokes (Jones and Stokes v ector), esfera de Poincaré (Poincaré sphere), cociente de polarización (polarization ratio) y grado de polarización (degree of polarization). 3. Identif icar los f actores que inf luencian la energía retrodispersada (radar backscatter) en el caso de imágenes de múltiple polarización. 4. Interpretar los mecanismos de dispersión para las imágenes polarimétricas usando una representación de la matriz en f unción de los blancos (targets, objetos) y de los sistemas de coordenadas. 4
Objetivos cronológicos a tener en cuenta para el aprendizaje adecuado de la Teledetección con radar B. Leblon (2008) 5. Entender principalmente las variables de la polarización como: la síntesis (polarization sy nthesis), la firma (polarization signature) y la altura en pedestal (pedestal height). 6. Identif icar las variables dependientes (polarization-dependent) e independientes (polarization-independent) de la polarización. 7. Identif icar las distintas técnicas de descomposición de blancos coherentes (coherent targets). 8. Identif icar las distintas técnicas de descomposición de blancos incoherentes (incoherent targets). 9. Clasif icar. Websites de Microwave Remote Sensing http://sar.ece.ubc.ca/sites/rrswww.html 5
Websites de Microwave Remote Sensing http://sar.ece.ubc.ca/sites/rrswww.html http://www.commission7.isprs.org/wg2 6
http://www.remss.com/ http://edcsns17.cr.usgs.gov/earthexplorer/ 7
Por qué utilizar el software libre? Open Source Repetible No Open Source Software comercial endogámico Independencia Menos eficiente Basado en la Comunidad Herramientas de gran alcance Bypass IT http://fwtools.maptools.org/ 8
21/04/2010 http://www.asf.alaska.edu/sardatacenter http://www.brockmann-consult.de/cms/web/beam/software 9
http://www.brockmann-consult.de/cms/web/beam/software http://www.array.ca/nest/tiki-index.php 10
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http://radartools.berlios.de/ http://srv-43-200.bv.tu-berlin.de/idiot/installation.phtml 12
http://enterprise.lr.tudelft.nl/doris/ http://www.cygwin.com/ 13
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